(57)【要約】      （修正有）【課題】非侵襲的にグルコースを測定するためのデバイス、方法およびキットを提供する。【解決手段】非侵襲的にグルコースを測定するためのデバイス、方法およびキットが記載される。一般に、このデバイスは、皮膚表面上の配置のための皮膚パッチ４００、４１０、およびパッチ４００、４１０中に収集されたグルコースを測定するための測定デバイスを備える。このパッチ４００、４１０は、接着層４０４、４１４、収集層４０５、４１６、インターフェース層４０８、４１８および汗浸透性膜４０３、４１５を備え得る。この汗浸透性膜４０３、４１５は、表皮の汚染および拡散を介して皮膚表面に運ばれるグルコースに対する障壁として作用するように構成されている。この方法において、非相関性皮膚表面グルコースは、測定されない。このパッチ４００、４１０は、局所発汗応答を誘導する成分をさらに含み得る。【選択図】図４
2010017572.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
本明細書中に記載の発明。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（関連出願の相互参照）
本出願は、２００４年７月１日出願の米国出願第６０／５８５，４１４号の優先権を主張し、この出願は、本明細書中でその全体が参考として援用される。
【０００２】
（分野）
本明細書で記載されるデバイス、方法およびキットは、非侵襲性グルコース測定の分野内にあり、より具体的には、汗を介して皮膚表面に現れたナノグラム量のグルコースの非侵襲性測定の分野内にある。
【背景技術】
【０００３】
（背景）
米国糖尿病協会（Ｔｈｅ  Ａｍｅｒｉｃａｎ  Ｄｉａｂｅｔｅｓ  Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ）は、米国における人口の約６％（１６，０００，０００人の群）が、糖尿病を有し、そしてこの数は年間１２〜１５％の速度で増加していると報告している。さらにこの協会は、糖尿病は米国における主な死亡原因の第７位であり、年間２００，０００件近くの死亡をもたらしていると報告する。糖尿病は、広範な合併症を伴う、生命を脅かす疾患である。この合併症としては、盲目、腎臓疾患、神経疾患、心臓疾患、切断および脳卒中が挙げられる。糖尿病は、２０歳〜７４歳の年齢の個人の盲目の新規症例の主な原因であると考えられる。年間約１２，０００〜２４，０００人の人々が、糖尿病のために失明している。糖尿病はまた、末期の腎臓疾患の主な原因であり、新規事例の４０％近くに及ぶ。糖尿病を有する人々の６０〜７０％近くが中程度〜重症の糖尿病神経損傷を有し、この損傷は重症の場合、下肢切断に導き得る。糖尿病を有する人々は、心臓疾患を２〜４倍有しやすく、そして脳卒中を２〜４倍罹患しやすい。
【０００４】
糖尿病は、身体がインスリンを産生不能であるか、または適切に使用不能であることに起因する。インスリンは、糖、デンプンなどをエネルギーに変換するために必要なホルモンである。糖尿病の原因は、完全には理解されていないが、遺伝的要因、環境的要因、およびウイルス原因が、部分的に同定されている。
【０００５】
２種の主な糖尿病の型が存在する：１型および２型である。１型糖尿病（若年性糖尿病としても知られる）は、膵臓内でインスリンを分泌するβ細胞を破壊する自己免疫プロセスによって引き起こされる。１型糖尿病は、若い成人および小児において最もよく起こる。１型糖尿病を有する人々は、生き続けるために毎日のインスリン注射を受けなければならない。
【０００６】
２型糖尿病は、身体がインスリンを十分に作る能力がないか、またはインスリンを適切に使用する能力がないことに起因する、代謝障害である。２型糖尿病は、より一般的であり、糖尿病の９０〜９５％にのぼる。米国において、主に高齢の米国人の数の増加および肥満の普及および座ることの多い生活様式に起因して、蔓延の割合に近づいている。
【０００７】
インスリンは、単純にいうと、グルコースを細胞に入れ、細胞に供給するホルモンである。糖尿病において、グルコースは細胞に入ることができず、従って、グルコースが毒性レベルまで血液中に増加する。
【０００８】
１型糖尿病を有する糖尿病患者は、代表的に、例えば針およびカートリッジを備えたシリンジもしくはペンを使用して、インスリンを自己投与する必要がある。外部ポンプもしくは移植されたポンプを介した継続的な皮下インスリン注入もまた、利用可能である。２型糖尿病を有する糖尿病患者は、代表的に、食餌の変更および運動、ならびに経口投薬法によって処置される。多くの２型糖尿病患者は、この疾患の後期において、インスリン依存性となる。血糖値を調節することを補助するためにインスリンを使用する糖尿病患者は、インスリン投与における失敗もしくはインスリン吸収における変化がすぐに表れないことに起因する低血糖の医学的に危険なエピソードの危険性がより高い。
【０００９】
インスリン使用患者は、血糖値の自己モニタリング（「ＳＭＢＧ」）を実施することが、医療従事者によって強く推奨される。血液中のグルコースレベルに基づき、個人は、注射前にインスリン投薬量調節を行うことができる。種々の理由（例えば、運動、ストレス、食物吸収の速度、血液型、ホルモン変化（妊娠、思春期など）など）のために血糖値は毎日変わるので、調節は必要である。ＳＭＢＧの重要性にもかかわらず、幾つかの調査は、少なくとも１日１回自己モニタリングする個人の割合は、年齢に従って有意に低下することを見出している。この低下は、代表的な、最も広く使用されるＳＭＢＧの方法は、毛管指穿刺（ｃａｐｉｌｌａｒｙ  ｆｉｎｇｅｒ  ｓｔｉｃｋ）から血液を得る工程を包含する事実に単純に起因する可能性が高い。多くの患者は、血液採取は、インスリンの自己投与よりもかなり痛いと考えている。
【００１０】
非侵襲性もしくは最小限に侵襲性である技術が、調査されており、そのうちの幾つかは、皮膚表面上もしくは間質液中のグルコースの測定に着目し始めている。例えば、Ｐｅｃｋに対する特許文献１は、拡散を介して皮膚表面に現れた分析物を検出するプロセスを記載する。具体的には、Ｐｅｃｋは、液体輸送媒体（例えば、汗）の非存在下で拡散によって被験体の皮膚表面に移動した分析物の検出のための、経皮検出系を教示する。以下により詳細に記載されるように、皮膚表面への分析物の受動的な拡散のプロセスは、不当に長い時間がかかる（例えば、数時間〜数日）ので、Ｐｅｃｋは、実用的な非侵襲性グルコースモニタリングの解決を提供しない。
【００１１】
同様に、Ａｒｏｎｏｗｉｔｚらに対する特許文献２（「Ａｒｏｎｏｗｉｔｚ」）は、間質液から抽出された分析物についての経皮システムを記載する。具体的には、Ａｒｏｎｏｗｉｔｚ（特許文献２）は、湿潤化学成分および乾燥化学成分を含むパッチを教示する。この湿潤成分は、生物学的液体に由来する分析物の抽出のため、ならびにこの分析物の乾燥化学成分への液体架橋移動のためのゲル層を形成するために使用される。乾燥化学成分は、この分析物を定量的にもしくは定性的に測定するために使用される。Ａｒｏｎｏｗｉｔｚ（特許文献２）に記載されるこのシステムの１つの欠点は、異なるグルコースの供給原が互いに非可逆的に混同される皮膚上の液相環境の提供における、湿潤化学インターフェースの影響である。皮膚表面に接触する液相は、何日も前の上皮の屑に由来する皮膚表面上のグルコースと、何時間も前の経皮拡散に由来する皮膚表面上のグルコースと、最後に外分泌汗腺のより時宜に適う排出に由来する皮膚上のグルコースとの間の識別を不可能にしてしまい得る。
【００１２】
他は、汗の中のグルコース測定を研究してきた；しかし、これらは、血糖値レベルと汗中グルコースレベルとの間の相関性を実証できておらず、同様に、汗のみから得られたグルコースが測定されることを確立もしくは実証することもできていない。例えば、特許文献３（「Ｓｃｈｒｏｅｄｅｒ」）は、非侵襲性グルコースモニタリングユニットを記載し、これは、汗を吸収するための芯およびグルコース測定を行う電気化学を使用する。Ｓｃｈｒｏｅｄｅｒ（特許文献３）は、非特許文献１において発表された記事に基づいて、血糖値と汗中グルコースレベルとの相関性を確立しているが、本文献中で提供されるデータの定量的分析は、本文献中で記載される２被験体の血糖値および汗中グルコースレベルが、相関し得ないことを表す（それぞれおよそ０．６６６および０．２１７の相関係数）。Ｂｏｙｓｅｎらによる論文（非特許文献１）に引用された方法を超えるさらなる方法が、皮膚上のグルコースの他の供給源から汗中のグルコースを単離するために使用されなければならない。
同様に、特許文献４（「Ｓｅｍｂｒｏｗｉｃｈ」）は、局所的な、改変された発汗応答に由来する皮膚表面上のグルコースを分析する工程に基づくグルコースモニタリング技術を記載する。同様の様式において、特許文献５（「Ｓｃｈｏｅｎｄｏｒｆｅｒ」）は、発汗において皮膚を通して現れる分析物の濃度を便利に測定可能なレベルまで高めるために、皮膚上に装着される皮膚パッチを記載する。しかし、Ｓｃｈｒｏｅｄｅｒ（特許文献３）と同様に、Ｓｅｍｂｒｏｗｉｃｈ（特許文献４）およびＳｃｈｏｅｎｄｏｒｆｅｒ（特許文献５）は、各々、汗中のグルコースを皮膚表面上に見出される他の混同される供給源のグルコースから単離するかもしくは識別するための方法もしくは工程を教示または説明していない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】米国特許第４，８２１，７３３号明細書
【特許文献２】米国特許第６，５０３，１９８号明細書
【特許文献３】米国特許第５，１４０，９８５号明細書
【特許文献４】米国特許第５，０３６，８６１号明細書
【特許文献５】米国特許第５，６３８，８１５号明細書
【非特許文献】
【００１４】
【非特許文献１】Ｔ．Ｃ．Ｂｏｙｓｅｎ，Ｓｈｉｇｅｒｅｅ  Ｙａｎａｇａｕｎ，Ｆｕｓａｈｏ  ＳａｔｏおよびＵｉｎｇｏ  Ｓａｔｏ，「ｔｈｅ  Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  Ａｐｐｌｉｅｄ  Ｐｓｙｃｈｏｌｏｇｙ」，１９８４年
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明は、例えば以下の項目を提供する：
（項目１）
グルコース測定デバイスと共に使用するための皮膚パッチであって、以下：
接着物質；
汗を収集するための収集層；
汗透過性膜であって、該汗透過性膜は、表皮汚染および拡散を介して皮膚表面に運ばれたグルコースの障壁として作用するように構成されている、汗透過性膜；
ナノグラム量のグルコースを検出するように構成された検出体；および
インターフェース層
を、備える、皮膚パッチ。
（項目２）
前記検出体が電気化学検出体である、項目１に記載の皮膚パッチ。
（項目３）
前記検出体が蛍光検出体である、項目１に記載の皮膚パッチ。
（項目４）
前記汗透過性膜が、一般に密閉性であるが汗を通過させる物質を含む、項目１に記載の皮膚パッチ。
（項目５）
前記汗透過性膜が、酸素に曝露される際に硬化しそして汗腺孔上に開口を残す液体ポリマーを含む、項目１に記載の皮膚パッチ。
（項目６）
前記汗透過性膜および前記接着物質が、単層中に存在する、項目１に記載の皮膚パッチ。
（項目７）
前記汗透過性膜が、微小孔を有する無機物質を含む、項目１に記載の皮膚パッチ。
（項目８）
前記汗透過性膜が、微小孔を有する固体ポリマーを含む、項目１に記載の皮膚パッチ。
（項目９）
裏打ち層をさらに備える、項目１に記載の皮膚パッチ。
（項目１０）
前記裏打ち層は、密閉性である、項目９に記載の皮膚パッチ。
（項目１１）
リリースライナーをさらに備える、項目１に記載の皮膚パッチ。
（項目１２）
前記収集層は、固定容量レザバをさらに備える、項目１に記載の皮膚パッチ。
（項目１３）
前記固定容量レザバを通る電気回路をさらに含む、項目１２に記載の皮膚パッチ。
（項目１４）
少なくとも２本の導体を備える、項目１３に記載の皮膚パッチ。
（項目１５）
前記固定容量レザバを通る光伝達経路を備える、項目１２に記載の皮膚パッチ。
（項目１６）
前記インターフェースは、少なくとも１つの電極を備える、項目１に記載の皮膚パッチ。
（項目１７）
前記インターフェース層は、光透過性である、項目１に記載の皮膚パッチ。
（項目１８）
ピロカルピンをさらに含む、項目１に記載の皮膚パッチ。
（項目１９）
透過増強剤をさらに含む、項目１７に記載の皮膚パッチ。
（項目２０）
局所温度上昇を誘導し得る化学物質をさらに含む、項目１に記載の皮膚パッチ。
（項目２１）
加熱器をさらに含む、項目１に記載の皮膚パッチ。
（項目２２）
蛍光に基づく基準分子をさらに含む、項目１に記載の皮膚パッチ。
（項目２３）
汗に基づく非グルコース分析物を検出するための検出体をさらに含む、項目１に記載の皮膚パッチ。
（項目２４）
電池をさらに含む、項目１に記載の皮膚パッチ。
（項目２５）
皮膚パッチと共に使用するためのグルコース測定デバイスであって、該デバイスは、以下：
ディスプレイ；
プロセッサ；
キャリブレーションアルゴリズムを実行するためのコンピューター実行可能コード；および
対応するパッチにおいて収集されたグルコースを測定するための超感受性測定メカニズムであって、該測定メカニズムは、ナノグラム量のグルコースを測定するために構成されている、測定メカニズム
を、備えるデバイス。
（項目２６）
電源をさらに備える、項目２５に記載のグルコース測定デバイス。
（項目２７）
メモリをさらに備える、項目２５に記載のグルコース測定デバイス。
（項目２８）
イオン泳動源をさらに含む、項目２５に記載のグルコース測定デバイス。
（項目２９）
前記測定メカニズムは、対応する蛍光グルコース検出体の励起波長のバンドパスフィルタを有する光源、および対応する蛍光グルコース検出体の放出波長においてバンドパスフィルタを有する光検出体を備える、項目２５に記載のグルコース測定デバイス。
（項目３０）
前記測定メカニズムは、対応する電気化学検出体においてグルコースを測定するための電気接触を備える、項目２５に記載の測定デバイス。
（項目３１）
コンピューターリンクをさらに備える、項目２５に記載の測定デバイス。
（項目３２）
真空源をさらに備える、項目２５に記載の測定デバイス。
（項目３３）
皮膚表面に残ったマーカーを検出するように構成されている、項目２５に記載の測定デバイス。
（項目３４）
使用者に対して条件の表示を提供するように構成されている、項目２５に記載の測定デバイス。
（項目３５）
音、光、ワードプロンプト、またはそれらの組み合わせを使用して、使用者に対して条件の表示を提供する、項目３４に記載の測定デバイス。
（項目３６）
皮膚上のグルコースを測定する方法であって、該方法は、以下の工程：
皮膚表面を、グルコースを除去するための少なくとも１種の溶媒を含む布で拭う工程；
皮膚表面上にパッチを置く工程であって、該パッチは、汗透過性膜および収集層を備え、該汗透過性膜は、表皮汚染および拡散を介して皮膚表面に運ばれたグルコースの障壁として作用するように構成されている、工程；ならびに
該パッチ中に収集されたグルコースを測定する工程
を、包含する方法。
（項目３７）
前記パッチは、指先に置かれる、項目３６に記載の方法。
（項目３８）
前記パッチは、項目１に記載のパッチである、項目３６に記載の方法。
（項目３９）
前記皮膚表面上にパッチを置く前記工程は、皮膚表面を拭う前記工程の約１０秒後〜約２分後に起こる、項目３６に記載の方法。
（項目４０）
グルコース測定キットであって、該キットは、以下：
項目１に記載のパッチ；および
項目２４に記載の測定デバイス
を、含むグルコース測定キット。
（項目４１）
１より多いパッチを含む、項目４０に記載のグルコース測定キット。
（項目４２）
各パッチは、個別包装される、項目４１に記載のグルコース測定キット。
（項目４３）
グルコース測定キットであって、該キットは、以下：
項目１に記載のパッチ；および
該パッチを使用するための指示書
を、含むキット。
（項目４４）
皮膚表面に汗を介して出てきたグルコースを収集するように構成されている汗収集レザバ、およびナノグラム量のグルコースを検出可能なグルコース検出体を備えるパッチであって、該パッチは、該グルコースを測定するための測定デバイスと共に作動するように構成されている、パッチ。
（項目４５）
接着物質をさらに含む、項目４４に記載のパッチ。
（項目４６）
前記検出体は、電気化学検出体である、項目４４に記載のパッチ。
（項目４７）
前記検出体は、蛍光検出体である、項目４４に記載のパッチ。
（項目４８）
前記汗収集レザバは、固定容量レザバである、項目４４に記載のパッチ。
（簡潔な要旨）
非侵襲性グルコース測定のためのデバイス、方法およびキットが記載される。一般に、このデバイスは、汗を収集しそしてグルコース測定を可能にするように構成される皮膚パッチ、および対応する測定デバイスを備える。１つのバリエーションにおいて、この皮膚パッチは、接着物質、汗透過性膜、収集層、グルコースを検出するように構成される検出体、およびインターフェース層を備える。別のバリエーションにおいて、この皮膚パッチは、汗を介して皮膚表面に現れたグルコースを収集するように構成される汗収集レザバ、およびナノグラム量のグルコースを検出可能であるグルコース検出体を備え、ここで、このパッチは、グルコースを測定するための測定デバイスと共に作動するように構成される。
【００１６】
幾つかのバリエーションにおいて、この検出体は、電気化学ベースの検出体であり、他のバリエーションにおいて、この検出体は、蛍光ベースの検出体である。この汗透過性膜は、表皮の汚染および拡散を介して皮膚表面に運ばれるグルコースに対する障壁として作用するように構成される。幾つかのバリエーションにおいて、汗透過性膜は、一般に密閉性であるが、汗を通過させる物質を含む。他のバリエーションにおいて、この汗透過性膜は、酸素に曝露される際に硬化しそして汗腺孔のみの上に開口を残す液体ポリマーを含む。この汗透過性膜はまた、固体ポリマーもしくは微小孔を有する無機物質を含み得る。汗透過性膜および接着物質は、単層中に存在しても、別々の層に存在してもよい。
このパッチは、裏打ち層もしくはリリースライナーをさらに備え得る。幾つかのバリエーションにおいて、この裏打ち層は、水蒸気非透過性であり、密閉性の物質である。収集層は、混乱させる可変発汗速度の影響を最小化することを補助する、固定容量レザバを備え得る。幾つかのバリエーションにおいて、このパッチは、固定容量レザバが満たされたことを決定するために、電気回路、少なくとも１本の導体、もしくは光伝達経路を備える。
【００１７】
グルコース検出体の性質に依存して、このパッチのインターフェース層は、電気化学検出体の操作のために必要な物質を含み得るか、もしくは光透過性であり得る。例えば、このグルコース検出体が、蛍光ベースである場合、このインターフェース層は、代表的に、この蛍光ベース検出体の励起波長および放出波長を透過する。同様に、このグルコース検出体が電気化学ベースである場合、このインターフェース層は、代表的に、少なくとも２つの電極を備える。
【００１８】
このパッチは、局所発汗応答を誘導する物理的メカニズム、化学的メカニズムもしくは機械的メカニズムをさらに含む。例えば、このパッチは、ピロカルピンを、単独または透過増強剤と共に含み得るか、またはイオン泳動送達のために構成され得る。同様に、このパッチは、局所的温度上昇を誘導可能な化学物質を含み得、それによって局所発汗応答を開始する。同様の様式で、このパッチはまた、皮膚表面の十分な局所的加熱のための発熱器を備え得、局所発汗応答の増強を誘導する。
【００１９】
皮膚パッチと共に使用するためのグルコース測定デバイスもまた、記載される。代表的に、このグルコース測定デバイスは、ディスプレイ、プロセッサ、キャリブレーションアルゴリズムを実行するためのコンピューター実行可能コード、および対応するパッチにおいて収集されたグルコースを測定するための超感受性測定メカニズムを備える。この測定メカニズムは、ナノグラム量のグルコースを測定するために構成される。このグルコース測定デバイスはまた、電源、メモリ、コンピューターにデータをダウンロードするためのリンク、およびこれらの組み合わせを備え得る。この測定デバイスはまた、汗腺管腔からの発汗に対する圧力誘導器を備え得、より適切な量の汗を皮膚表面に提供することを助ける。この測定デバイスはまた、ピロカルピンまたは他の適切な分子の皮膚への駆動（局所発汗速度の薬理学的な増強もたらす）において使用するためのイオン泳動源を備え得る。
【００２０】
グルコース検出体が蛍光ベースであるバリエーションにおいて、この測定メカニズムは、代表的に、適切に最適化された光源および検出体を備える。この光源は、適切に調節され得る、蛍光分子の励起波長に集束された狭いバンドパス光源（例えば、発光ダイオード（ＬＥＤ））であり得るか、または蛍光分子の励起波長におけるバンドパスフィルタを有する広い光源であり得る。光検出体は、代表的に、この蛍光分子の放出波長においてバンドパスフィルタを有する光検出体を備える。グルコース検出体が電気化学ベースである場合のバリエーションにおいて、この測定デバイスは、代表的に、このパッチとの電気的接触を確立するための接触メカニズムを提供する。
【００２１】
この測定デバイスはまた、皮膚表面に残されたマーカーを検出するように構成され得る。例えば、光源および検出体は、測定を可能にするために代表的に必要である皮膚清浄化布の適切な使用と一緒に、別個の非干渉性蛍光分子の存在を検出するように構成され得る。従って、この測定デバイスは、皮膚表面上にマーカーが検出されていないことを決定し得、従って、皮膚表面グルコースと血糖値とを相関させる任意の試みが、食べかすもしくは他のグルコースの非相関性供給源によって汚染され得ることを決定し得る。この測定デバイスはまた、使用者に状態の表示を提供するように構成され得る。この状態は、例えば、危険なほど低いか、もしくは危険なほど高いかのどちらかの使用者のグルコース濃度であり得る。この測定デバイスはまた、音、光、ワードプロンプト、もしくはこれらの組み合わせを用い表示を提供し得る。
【００２２】
皮膚上のグルコースを測定する方法もまた、本明細書中で記載される。これらの方法は、グルコースを除去する少なくとも１種の溶媒を含む布で皮膚表面を拭う工程、皮膚表面上にパッチを置く工程であって、このパッチは、表皮汚染および拡散を介して皮膚表面に運ばれたグルコースの障壁として作用する汗透過性膜を備える工程、ならびにこのパッチ中に収集されたグルコースを測定する工程を、包含し得る。
【００２３】
このパッチは、任意の適切な皮膚表面（例えば、グルコースモニタリングの目的のために使用者にとって便利な解剖学上の部位であって、刺激によってもしくは刺激なしに十分な発汗応答を起こす部位）に置かれ得る。幾つかのバリエーションにおいて、このパッチは、手掌もしくは足底（ｖｏｌａｒ）の指先に置かれる。幾つかのバリエーションにおいて、パッチを皮膚表面に置く工程は、皮膚表面を拭う工程の約１０秒後〜約２分後に起こる。
【００２４】
グルコース測定キットもまた、提供される。幾つかのバリエーションにおいて、このキットは、少なくとも１つのパッチを、単独でもしくはこのパッチを使用する指示書と組み合わせて含む。このキットはまた、パッチおよび測定デバイス、または異なるパッチの組み合わせを含み得る。代表的に、このパッチは、個々に包まれるかもしくは包装され、かつ使い捨てであり、かつ単回使用のために構成される。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】図１は、血液から皮膚へのグルコース輸送メカニズムの概略図を提供する。
【図２】図２Ａは、本明細書中に記載されるデバイスおよび方法が、皮膚上のグルコースを測定するために如何に使用され得るかの１つの適切なバリエーションの説明を提供する。図２Ｂは、１つの適切なパッチの例示的な上面図を提供する。
【図３】図３Ａ〜図３Ｄは、本明細書中で記載されるパッチについての幾つかの例示的な形状を示し、そしてこれらのパッチは、どのように使用者によって装着され得るかを説明する上面図を提供する。
【図４】図４Ａおよび図４Ｂは、本明細書中で記載される例示的なパッチについての断面図を提供する。
【図５Ａ】図５Ａ〜図５Ｇは、本明細書中で記載されるパッチを用いて、どのように固定容量レザバが使用され得るかの例示的なバリエーションを示す。
【図５Ｂ】図５Ａ〜図５Ｇは、本明細書中で記載されるパッチを用いて、どのように固定容量レザバが使用され得るかの例示的なバリエーションを示す。
【図５Ｃ】図５Ａ〜図５Ｇは、本明細書中で記載されるパッチを用いて、どのように固定容量レザバが使用され得るかの例示的なバリエーションを示す。
【図５Ｄ】図５Ａ〜図５Ｇは、本明細書中で記載されるパッチを用いて、どのように固定容量レザバが使用され得るかの例示的なバリエーションを示す。
【図５Ｅ】図５Ａ〜図５Ｇは、本明細書中で記載されるパッチを用いて、どのように固定容量レザバが使用され得るかの例示的なバリエーションを示す。
【図５Ｆ】図５Ａ〜図５Ｇは、本明細書中で記載されるパッチを用いて、どのように固定容量レザバが使用され得るかの例示的なバリエーションを示す。
【図５Ｇ】図５Ａ〜図５Ｇは、本明細書中で記載されるパッチを用いて、どのように固定容量レザバが使用され得るかの例示的なバリエーションを示す。
【図６】図６は、時間をかけて発汗応答における熱刺激の効果を示す。
【図７】図７は、汗透過性膜の使用を用いた場合および汗透過性膜の使用を用いない場合の、グルコース測定の結果を示す。
【図８】図８は、汗透過性膜が使用される場合の、血糖値と汗中グルコースとの間の基準化した相関性を実証する。
【図９】図９は、汗透過性膜の使用を用いた場合および汗透過性膜の使用を用いない場合の、汗流束対グルコース流束の比のプロットである。
【図１０】図１０は、グルコースレベルが低下する被験体における、汗中グルコースレベルおよび血糖値レベルを実証するプロットである。
【図１１】図１１Ａおよび図１１Ｂは、図１０においてプロットしたデータについての回帰プロットを提供する。
【図１２】図１２は、グルコースレベルが上昇する被験体における、汗中グルコースレベルおよび血糖値レベルを実証するプロットである。
【図１３】図１３Ａおよび図１３Ｂは、図１２においてプロットしたデータについての回帰プロットを提供する。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
（詳細な説明）
非侵襲性グルコース測定のための方法およびデバイスが、本明細書中に記載される。一般に、グルコースを測定するこの方法は、皮膚表面上に置かれ、接着剤によってその上に固定される、パッチの使用を包含する。別個の測定デバイスは、パッチに隣接して置かれるか、または直接パッチの上に置かれ、そして、このパッチを調べてこの中に収集されたグルコースを測定するように構成される。この測定デバイスは、代表的に、パッチを調べるために必要な関連技術を備えた、小型の携帯可能なデバイスである。例えば、この測定デバイスは、パッチ中の検出体がどのように構成されているかに依存して、光学的測定もしくは電気的測定を行い得る（例えば、検出体が蛍光分子である場合、測定デバイスは代表的に蛍光測定を行うように構成され、検出体が電気化学センサである場合、測定デバイスは代表的に電気化学測定を行うように構成される、など）。このパッチは、血糖値と相関するグルコース（例えば、汗によって皮膚表面上に現れたばかりのグルコース）のみが検出されるが、皮膚上に残留するグルコース供給源は検出しないように構成される。
例えば、図１に示されるように、異なる経路が存在し、これによって血液中のグルコースは、時間をかけて皮膚に移動する。ここで示されるように、血液中のグルコース（１０２）は、間質液（１０４）もしくは汗腺（１０８）に移動する。一定時間後、血中グルコースのレベル（１０２）および間質液中のグルコースレベル（１０４）は、平衡に達する。健康な被験体において、この期間は、代表的に、およそ５〜１０分間である。血糖値と間質液グルコースとの間の平衡を達成するためのこの比較的短い時間の遅延ゆえに、連続的グルコースモニタリング技術を開発するための多くの努力を、間質液に費やしてきた。
【００２７】
間質液（１０４）に由来するグルコースもまた、角質層を通る拡散（１０６）によって皮膚表面に輸送される。しかし、角質層の比較的な不透過性、あるいは、インタクトな角質層組織の質の高い障壁機能は、経皮拡散によって角質層を横切るために、有意な時間遅延をもたらす。経皮拡散による皮膚表面へのグルコース送達は、血糖値よりも何時間も遅れて、医学的診断用途に不適切になる。
【００２８】
グルコースはまた、角質層落屑のプロセス（上皮夾雑物（１１０）を生じる）などを介して、皮膚表面上に到達し得る。例えば、上皮グルコースは、特定の脂質の特定の酵素的切断に起因する。これは、上皮の上層のためのエネルギー源であるか、さもなければ血液でわずかに灌流される、遊離のグルコースを生成する。この遊離のグルコースは、血糖値もしくは間質グルコース値に相関する代表値ではない。
【００２９】
汗腺（１０８）は、角質層を横切り、さもなければ比較的不透過性である障壁を通った、物質の迅速な大量輸送を可能にする短路であり得る。間質液に由来するグルコースは、外分泌汗腺（１０８）の作動もしくはポンプ機能（ｗｏｒｋ−ｏｒ−ｐｕｍｐ  ｆｕｎｃｔｉｏｎ）のための主なエネルギー源である。外分泌汗腺によって分泌される汗は、血液（１０２）由来のグルコースの画分を含み、皮膚から皮膚表面上の小さな孔もしくは開口を通って噴出す。本発明者らは、分泌された汗の画分は、角質層によって再吸収され得ることを発見した。汗の量、およびその結果、グルコースの量は、皮膚の加湿状態に依存して角質層内に戻って吸収され、一日を通して変化する。従って、汗に由来するグルコースの角質層への戻り輸送を遮断することなしに、皮膚上のグルコースを血中グルコースと相関させ得る装置の開発が困難であり得る。
【００３０】
ＣｕｎｎｉｎｇｈａｍおよびＹｏｕｎｇは、角質層中のグルコース含量を、種々の方法を用いて測定した。この方法としては、連続テープ剥がしおよび水性抽出が挙げられ、角質の深さ１ミクロンあたりの１センチメートル平方あたり、約１０ナノグラムを見出した。Ｃｕｎｎｉｎｇｈａｍ，Ｄ．Ｄ．およびＹｏｕｎｇ，Ｄ．Ｆ．，「Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｓ  ｏｆ  Ｇｌｕｃｏｓｅ  ｏｎ  ｔｈｅ  Ｓｋｉｎ  Ｓｕｒｆａｃｅ，ｉｎ  Ｓｔｒａｔｕｍ  Ｃｏｒｎｅｕｍ  ａｎｄ  ｉｎ  Ｔｒａｎｓｃｕｔａｎｅｏｕｓ  Ｅｘｔｒａｃｔｓ：Ｉｍｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ  ｆｏｒ  Ｐｈｙｓｉｏｌｏｇｉｃａｌ  Ｓａｍｐｌｉｎｇ」，Ｃｌｉｎ．Ｃｈｅｍ．Ｌａｂ  Ｍｅｄ，４１，１２２４−１２２８，２００３を参照。皮膚表面からのグルコースの収集および回収におけるそれらの実験において、ＣｕｎｎｉｎｇｈａｍおよびＹｏｕｎｇは、角質層が皮膚上の上皮夾雑物の供給源であり、これらの夾雑物は、血糖値と相関していないことを見出した。
【００３１】
上皮由来のグルコースは、代表的に、その落屑の出現の間の数日間〜数週間前の、組織の至るところの中のグルコース量を反映する（なぜなら、上皮ターンオーバーは、およそ２８日毎に起こるからである）。例えば、Ｒａｏ，Ｇ．，Ｇｕｙ，Ｒ．Ｈ．，Ｇｌｉｋｆｅｌｄ，Ｐ．，ＬａＣｏｕｒｓｅ，Ｗ．Ｒ．，Ｌｅｕｎｇ，Ｌ．Ｔａｍａｄａ，Ｊ．，Ｐｏｔｔｓ，Ｒ．Ｏ．，Ａｚｉｍｉ，Ｎ．「Ｒｅｖｅｒｓｅ  ｉｏｎｔｏｐｈｏｒｅｓｉｓ：ｎｏｎｉｎｖａｓｉｖｅ  ｇｌｕｃｏｓｅ  ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ  ｉｎ  ｖｉｖｏ  ｉｎ  ｈｕｍａｎｓ」，Ｐｈａｒｍ  Ｒｅｓ，１２，１８６９−１８７３（１９９５）を参照。同様の様式で、拡散（１０６）を介して皮膚表面に運ばれるグルコースが血糖値と相関し得ることは起こりにくい。さらに、グルコースは表面に到達するために皮膚層の蛇行した経路を横切らなければならないので、皮膚表面に拡散を介して運ばれるグルコースは、しばしば（例えば、数時間〜数日間の範囲で）時間の遅延を生じる。このことは、グルコースモニタリングの目的のためには望ましくない。
【００３２】
本明細書中で記載される方法およびデバイスは、汗を介して皮膚に運ばれたグルコースのみを測定する方法を、提供する。本明細書中を通して用語「皮膚」が参照される場合、この用語は、最外皮膚表面のみでなく、角質層全体をも含むことを意味する。
【００３３】
（使用方法）
上で簡潔に記載したように、本明細書中で提供される方法は、パッチおよび測定デバイスの使用を包含する。このパッチの添付の前に、皮膚は、布（ｗｉｐｅ）できれいに拭かれて、皮膚上に残るいかなる「古い」グルコース（すなわちグルコース残渣）をも除去される。この布は、代表的に、皮膚を拭うために適した物質で製造され、グルコースの除去するための溶媒を含有する。説明を簡単にするためにのみ、本明細書中で用語「布（ｗｉｐｅ）」としては、任意の型の繊維（ｆａｂｒｉｃ）、織物（ｗｏｖｅｎ）、不織布（ｎｏｎ−ｗｏｖｅｎ）、布（ｃｌｏｔｈ）、パッド、ポリマー混合物もしくは繊維性混合物、ならびに溶媒を吸収可能であるかもしくは中に溶媒を含浸するこのような同様の支持体が挙げられる。
【００３４】
幾つかのバリエーションにおいて、この布は、皮膚上に沈着するマーカーを含有する。これらのバリエーションにおいて、この測定デバイスは、マーカーの存在を探索し、そしてマーカーが検出された場合、測定を行う。マーカーが検出されない場合、測定を行わない。幾つかのバリエーションにおいて、以下でより詳細に記載されるように、測定デバイスは、使用者に、皮膚が拭われていないことの指標を提供する。この方法において、使用者が臨床的に危険な測定（例えば、使用者の実際の血糖値と相関しない、皮膚上の食べかすもしくは他のグルコース供給源からもたらされた誤った読み取り結果）を得、そして信頼する可能性は最小化され、そして正確な測定が容易になる。このマーカーは、短い半減期を有する化学物質を含み、従って、この化学物質は短時間の後に崩壊する。この方法において、マーカーは、１回の清拭もしくは１回の使用について評価され、そして皮膚表面上のマーカーの誤った検出は、最小化される。この様式において、マーカーはまた、揮発性の化合物に結合されて、短い時間に蒸発するように作製されてもよい。
【００３５】
しかし、この布は、グルコースの測定を妨害する溶媒、マーカーもしくは他の化学物質を含んではならないことに留意すべきである。すなわち、適切なグルコース溶媒は、グルコースの電気的測定もしくは光学的測定のいずれかを妨害することなくグルコースを可溶化する能力を有する。極性溶媒、特に蒸留水とアルコールとの混合物は、皮膚表面からのグルコース残渣を除去する上で非常によい結果をもたらしている。蒸留水対アルコールの比は、グルコースを溶解する水が十分に存在するが、グルコースの測定に関して過剰な水の除去に不当に長い（例えば、２５分間を超える）時間がかかるほど多くはないように、選択され得る。上記したように、アルコール／水混合物もしくは他の極性溶媒は、残渣のグルコースを除去するが、グルコース測定を妨害しないように選択されることが望ましい。
【００３６】
皮膚が拭われた後、パッチが皮膚上に置かれる。このパッチは、任意の適切な皮膚表面上に置かれ得る。例えば、このパッチは、指の上、掌の上、手首の上などに置かれ得る。代表的に、このパッチは、指先に置かれる。何故なら、指先は、汗腺の密度が最も高いからである。さらに、指先の上にパッチを置くことは、試験のために、便利で、個別の、容易に接触可能な部位を提供する。以下により詳細に記載されるように、このパッチは、収集層、検出体および接着層を備える。この検出体は、例えば、乾式のポリマーベース電気化学的センサ、微小流体パッケージ中の湿式の電気酵素センサ、グルコース感受性蛍光分子もしくはグルコース感受性蛍光ポリマーなどであり得る。
【００３７】
パッチ添付から短時間（例えば、約１〜２５分間）の後、測定デバイスは、パッチに隣接して置かれるか、またはパッチ上に直接置かれる。図２に示されるように、パッチ（２００）は、指先（２０２）の表面上に置かれている。測定デバイス（２０４）は、パッチ（２００）に隣接して置かれ、そしてパッチを調べる（２０６）。上で簡潔に記載されたように、そして以下でより詳細に記載されるように、測定デバイスの構成は、パッチの構成に依存する。例えば、パッチ検出体が蛍光分子である場合、この測定デバイスは、蛍光を測定するために必要な対応する光学部品と共に構成される。幾つかのバリエーションにおいて、このデバイスおよびパッチは、互いに接触させられる。例えば、以下でより詳細に記載されるように、時折、パッチと測定デバイスとの間の物理的接触は、デバイスへ電力を提供するか、および／またはこれの電源を入れるために使用される。あるいは、このパッチは、その中に電池電源を含み得る。
【００３８】
測定が行われた後、使用者は、パッチを取り除いて捨てる。再びグルコースを測定することが所望される場合、使用者は、皮膚を拭い、新しいパッチを入手して、このパッチを適切かつ望ましい位置に置き、このパッチを調べるために測定デバイスを使用する。あるいは、使用者は、１枚より多くのパッチを調べることができ、このことは、連続的測定のために有用であり得る。例えば、このパッチは、このパッチに新しい汗が再充填されるために十分な時間間隔で、数回調べられ得る（一方、古い汗は、吸収層中に吸収される）。電気化学ベースの検出体が使用される場合、グルコースは、例えば、第２の組み込まれた電荷と第１の組み込まれた電荷との間の相違として測定され得る。同様に、蛍光ベースの検出体が使用される場合、化学的平衡時間定数は、蛍光強度が汗の中のグルコースを測定するために使用され得るように十分に小さくなくてはならない。
【００３９】
（パッチ）
このパッチは、任意の適切な構成であり得る。例えば、パッチは、図３Ａに示されるように長方形の形状を有してもよく、または、図３Ｂに示されるように円形の形状を有してもよい。また、このパッチは、子供を楽しませるために、（図３Ｃおよび図３Ｄに示すように）楽しい形状を有しても、またはその上に楽しいデザインを含んでもよい（例えば、マンガ、形状（ｓｈａｐｅ）、恐竜など）。図３Ａに示されるパッチは指先を包んでいるが、図３Ｂ、図３Ｃおよび図３Ｄに示すパッチは包んでおらず、どちらかのバリエーションが適している。同様に、このパッチは、任意の適切な大きさであってよい。例えば、手首を意図したパッチは、代表的に、指先を意図したパッチよりも大きい。図２Ｂに戻って参照すると、パッチ（２００）は、ここでは円形の形状および直径１ｃｍを有することが示される。代表的に、指先における使用を意図した円形のパッチは、約１．０ｃｍ〜約２．５ｃｍの範囲の直径を有するか、または約０．７８５ｃｍ２〜約４．９１ｃｍ２の範囲の面積を有する。他の皮膚表面上におけるこのパッチの配置のためには、このパッチは、約２ｃｍ２〜約１０ｃｍ２の範囲の面積を有し得る。
【００４０】
幾つかのバリエーションにおいて、そして一般に図４Ａおよび図４Ｂを通して示されるように、このパッチは、接着物質、収集層、インターフェース層、および検出体を含む。しかし、幾つかのバリエーションにおいて、このパッチは、接着物質を含まず、これらのバリエーションにおいて、このパッチは、使用者の皮膚表面に別の方法で適切に接着し得るか、維持され得るか、または配置され得る。例えば、このパッチは、使用者によって皮膚上に維持され得るか、またはエラストマー材料、医療用テープなどを使用して皮膚表面上に維持され得る。同様に、幾つかのバリエーションにおいて、このパッチは、インターフェース層を含まない。これらのバリエーションにおいて、インターフェース層は、測定デバイスに接着され得、そして測定デバイス／インターフェース層は、読み取りのためにパッチ上に置かれ得る。
【００４１】
ここで、図４Ａを参照すると、ここでは、皮膚（４０２）上のパッチ（４００）の断面図が示される。このパッチ（４００）は、層の形態の接着物質（４０４）、収集層（４０５）、検出層（４０６）、およびインターフェース層（４０８）を含む。この検出体は、別個の層において空間的に分離される必要はない。例えば、図４Ｂにおいて、皮膚表面（４１２）上のパッチ（４１０）の断面図が示される。パッチ（４１０）は、接着層（４１４）、収集層（４１６）およびインターフェース層（４１８）を備える。図４Ｂのバリエーションにおいて、この収集層（４１６）は、検出体をその中に含む。
【００４２】
図中には示されないが、このパッチはまた、少なくとも１枚のリリースライナーを含み得る。例えば、接着表面の底部の上のリリースライナーは、保存の間および使用前に、接着層がその接着特性を失うことから保護する。同様に、リリースライナーは、上側インターフェース層の上面に置かれて、その中に含まれる光学的成分もしくは電気的成分を保護する。幾つかのバリエーションにおいて、リリースライナーは使用されず、そしてインターフェース層は、裏打ち層で覆われる。幾つかのバリエーションにおいて、この裏打ち層は、当該分野で公知である経皮パッチのように、織物（ｗｏｖｅｎ）もしくは不織物の、可撓性のあるシートから作られる。他のバリエーションにおいて、この裏打ち層は、可撓性のプラスチックもしくはゴムで作られる。
【００４３】
代表的に、このパッチはまた、図４Ａおよび図４Ｂにおいてそれぞれ（４０３）および（４０５）によって図示されるように、汗透過性障壁を備える。この汗透過性障壁は、汗を透過性であるが、上皮夾雑物（例えば、落屑を介して皮膚表面に運ばれる夾雑物）および拡散を介して皮膚表面に運ばれる非関連性グルコースに対する障壁として作用する。この方法において、非関連性であり、そして障壁がなければ妨害性であるグルコースは、測定のための収集層へ通過しない。この汗透過性障壁はまた、汗を介して皮膚表面に運ばれてきたグルコースの、角質外層への再吸収を防止するか、もしくは最小化することを補助し得る。
【００４４】
一般に、この汗透過性膜は、汗を通過させ、非毒性であり、汗の皮膚への再吸収を防止する、任意の物質を含み得る。例えば、この汗透過性膜は、疎水性コーティングもしくは多孔性疎水性フィルムで作製され得る。このフィルムは、皮膚を被膜するために十分厚いが、汗を通過させるために十分に薄くなければならない。疎水性物質の適切な例は、ワセリン、パラフィン、鉱物油、シリコンオイル、植物油、蝋などが挙げられる。汗透過性膜は、図４Ａおよび図４Ｂにおいて図示され、接着層の上に示されるが、接着層の上である必要はない。例えば、１つのバリエーションにおいて、この汗透過性膜は、皮膚表面に適用される油および／またはワセリンコーティングを含む。この方法において、汗腺を介して皮膚表面に現れたグルコースのみが、検出される。同様に、液体ポリマーコーティングもしくは液体絆創膏が、汗透過性膜として使用され得る。代表的に、これらの物質は、低い表面張力を有する液体膜であり、硬化する際に汗腺の孔の上に開口を残す（例えば、ＳＩＬＧＡＲＤ（登録商標）のようなシリコンポリマー）。この液体ポリマーコーティングは、汗腺の孔を除いて全ての場所が水に対して非透過性であるという大きな利点を有するが、しかし微小孔を有する固体ポリマー層（例えば、Ｗｈａｔｍａｎ  ＮＵＣＬＥＯＰＯＲＥ（登録商標）ポリカーボネート溝つき（ｔｒａｃｋ−ｅｔｃｈ）膜フィルター）もまた、使用され得る。他の適切な膜としては、緻密な変形不能である蜂の巣孔構造を有する、高純度アルミナマトリックスからなるＡＮＯＰＯＲＥ（登録商標）無機質膜が挙げられる。
【００４５】
汗透過性膜（４０３）および（４１５）が、別個の層として図４Ａおよび図４Ｂにそれぞれ図示されるが、別個の層である必要はないことは理解されるべきである。実際、幾つかの状況において、上述のように、接着ポリマーと液体ポリマーとを合わせることが望ましいことがある。このバリエーションにおいて、この液体ポリマーは、酸素に曝露された際（例えば、リリースライナーが除去された場合）に硬化を開始する（または固体として構成され始める）。この層は、上皮を覆うが、汗腺の開口部の上のみに孔を残す。この方法において、汗腺を介して皮膚表面に運ばれたグルコースのみが、収集層へと通過する。上記のように、汗中のグルコースが皮膚表面に輸送されることを可能にすることに加え、汗透過性膜はまた、拡散の遮断においても有用であり、そして落屑から生じる上皮の屑の生成を遮断することにおいても有用である。従って、血糖値と相関し得る汗由来のグルコースのみが、測定される。
【００４６】
接着物質は、図２Ｂにおける（２０８）で図示されるように、環状のオーバーレイ層であり得るか、または少なくとも１種の他のパッチ層と同時に接着しかつ一緒に延びる層を含み得る。任意の適切な接着剤が、使用され得る。例えば、従来の経皮パッチ分野で公知の一般的な感圧性接着剤（例えば、シリコーン、ポリアクリル酸など）が使用され得る。ここで、本発明者らは、幾つかの状況において、比較的乾燥している接着層もしくは接着剤と汗透過性障壁とを合わせた比較的乾燥している層を提供することが所望され得る。これは、角質層の過度に濡らすことは、汗腺の機能を阻害すると考えられるからである（例えば、Ｎａｄｅｌ，Ｅ．Ｒ．およびＳｔｏｌｗｉｊｋ，Ｊ．Ａ．Ｊ．，「Ｅｆｆｅｃｔ  ｏｆ  ｓｋｉｎ  ｗｅｔｔｅｄｎｅｓｓ  ｏｎ  ｓｗｅａｔ  ｇｌａｎｄ  ｒｅｓｐｏｎｓｅ」，Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓｉｏｌ，３５，６８９−６９４，１９７３）。さらに、皮膚を過度に濡らすことは、落屑から生じる皮膚上のグルコースの遊離を補助し得る。従って、皮膚とパッチとの間の境界の水もしくは湿潤な性質のものを制限することが、所望され得る。
【００４７】
このパッチはまた、物理的方法、化学的方法もしくは機械的方法によって汗を誘導するための成分を含み得る。例えば、１つのバリエーションにおいて、このパッチは、汗を化学的もしくは薬理学的に誘導するために、ピロカルピンおよび浸透もしくは透過の増強剤を含有する。透過増強剤の使用は、ピロカルピンが体内に侵入する速度を上げることを補助し得、それによって増強された発汗応答の発症を増大させる。適切な透過増強剤の例としては、エタノールおよび他の高級アルコール、Ｎ−デシルメチルスルホキシド（ｎＤＭＳ）、ポリエチレングリコールモノラウレート、プロピレングリコールモノラウレート、ジラウレートおよび関連エステル類、グリセロールモノオレアレートおよび関連する一官能性、二官能性もしくは三官能性のグリセリド、ジエチルトルアミド、ポリエチレングリコールモノアルキルエーテルのアルキルカルボン酸エステル類もしくはアリールカルボン酸エステル類、ならびにポリエチレングリコールアルキルカルボキシメチルエーテルが挙げられるが、これらに限定されない。ピロカルピンはまた、イオン泳動を用いて皮膚内に駆動され得る。本発明者らは、イオン泳動を用いたピロカルピンの皮膚への注入は、単位面積あたり汗の量を約２０倍増大させることを示している。同様に、他の化学物質が、発汗応答を上昇させるために、皮膚内に導入され得る。
【００４８】
このパッチはまた、局所温度上昇を開始することによって発汗応答を上昇させる成分をも含み得る。例えば、皮膚表面の温度を上昇させてそれにより発汗を上昇させるために、発熱器（例えば、電気抵抗発熱器）が使用され得る。発汗応答の熱誘導はまた、（例えば、可視領域もしくは近赤外線領域の）エネルギーの適用によっても達成され得る。例えば、熱を発生させそして発汗を誘導するために、ランプが使用され得る。発汗速度を（μＬ／ｃｍ２×分）で、ランプの電力（Ｗ）対時間（秒）の関数として）測定するために、実験が行われた。図６によって示されるように、発汗応答を誘導するために必要な最小閾値が存在すると考えられる。この場合、この閾値は、約２〜約２．５ワット（ランプの電力）の範囲であった。ＭＡＧＬＩＴＥ（登録商標）、ＬＲ００００１モデル、６ボルトハロゲンランプを、使用した。
【００４９】
直接電気刺激（すなわち、ファラデー刺激）もまた、発汗応答を誘導するために使用され得る。同様に、化学化合物もしくは化合物の組み合わせもまた、局所温度上昇およびそれによる発汗応答の誘導を開始または増加するために使用され得る。例えば、２種類の化学化合物が使用され得、薄膜によって分離され得る。この膜は、パッチが皮膚に接着したらつまみによって除去され得、それによって、化合物を互いに接触させ、そして発熱反応を引き起こし得る。この方法において、熱源が提供される。
【００５０】
汗の誘導もしくは増大の物理的機構もまた、使用され得る。例えば、１つのバリエーションにおいて、測定デバイスは、パッチと接触させられ、皮膚への汗の輸送の増大を引き起こすために十分な様式でパッチに力が適用される。収集パッチにわたって適用された圧力は、発現されそして皮膚表面に送達される、汗腺管腔からの液体をもたらす。さらに、この測定デバイスは、吸引機構もしくは真空機構を備え、これらは、適用された圧力と組み合わせて、パッチの収集層に送達されるより多量の汗をもたらす。振動もまた、汗を誘導するために使用され得る。
【００５１】
汗はまた、パッチ内の密閉層の使用によって誘導され得る。この密閉層は、皮膚表面からの蒸発の減少を阻害し、それによって、パッチ収集層内により効率的に汗を蓄積させる。この密閉層は、パッチ中のエレメントを備え得るか、もしくは、測定デバイスの使用の前にパッチから分離される除去可能オーバーレイであってもよい。この密閉層は、例えば、薄いポリビニルフィルムもしくは何らかの他の適切な水蒸気非透過性物質であり得る。
【００５２】
幾つかのバリエーションにおいて、収集層中のグルコース蓄積量における発汗速度の変動の影響を最小化するための方法を提供する必要があり得る。変動する発汗速度の影響が、種々の分析物の収集もしくは使用の方法によって基準化され得る、幾つかの方法が存在する。変動する発汗速度の影響を最小化する１つの方法は、測定したグルコースの流束を基準化することである。例えば、グルコースが汗によって皮膚表面に輸送される場合、皮膚表面の単位におけるグルコースの沈着の１分間あたりの総量は、以下のように計算され得る：
ＧＦ  ＝  ＳＲ  ×  ＳＧ
式中、ＧＦは、グルコース流束（ｎｇ／ｃｍ２×分）であり、ＳＲは、発汗速度（μＬ／ｃｍ２×分）であり、そしてＳＧは、汗中のグルコース濃度（ｎｇ／μＬ）である。
【００５３】
多くの場合、物理的刺激もしくは感情的刺激により、発汗速度は時間にわたって変動し、そしてこの変動は、皮膚表面から回収されるグルコースの量における変動（従って、グルコース濃度測定の正確さにおける変動）をもたらし得る。このバリエーションは、発汗速度が時間の関数として測定され、そしてグルコース流束を基準化させるために使用される場合、以下のように、有意に換算され得る：
ＧＦ／ＳＲ  ＝  （ＳＲ×ＳＧ）／ＳＲ  ＝ＳＧ
別の方法は、例えば、流体の一定の容量を収集して、変動し得る発汗速度が収集容量を満たす時間のみに影響するが、収集された液体の量に影響しないようにパッチの収集層を構成する工程を包含し得る。例えば、収集層は、所定の容量の液体で飽和する吸収ポリマーを含み得る。同様に、収集層は、固定容量を有する毛管レザバを含み得る。適切な毛管レザバは、上述のように、Ｗｈａｔｍａｎによって製造されたフィルタを含む。皮膚表面（５０２）上のパッチ（５００）が、図５Ａに示される。このバリエーションにおいて、接着層および汗透過膜は、単層（５０４）中に合わせられる。収集層（５０８）中に、固定容量レザバ（５０６）が存在する。この固定容量レザバ（５０６）は、図５Ａにおいて完全に空で示される。汗が汗透過性膜を通して皮膚表面に輸送され始めると、図５Ｂに図示するように、固定容量レザバが満たされ始める。
【００５４】
いつ固定容量レザバが満たされ、それによって収集層が満たされるかを決定するために、多くの異なる技術が使用され得る。例えば、電気容量、電気コンダクタンス、もしくは光学的測定が、それぞれ図５Ｃ、図５Ｄおよび図５Ｅに示されるように使用され得る。例えば、皮膚表面（５１２）上のパッチ（５１０）が、図５Ｃに示される。この図において、汗は、既に接着層および汗透過性膜層（５１４）を通過して、固定容量レザバ（５１６）を満たしている。誘電性充填コンデンサー（ｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃ  ｆｉｌｌｅｄ  ｃａｐａｃｉｔｏｒ）を形成するための導体（５１８）が、パッチ（５１０）のどちらかの側に配置される。この方法において、固定容量レザバ（５１６）内の容量は、誘電性充填コンデンサーの容量の変更によって決定され得る。本明細書中で記載されるパッチでの使用のために適した導体の例としては、銀、白金などから作製された導体が挙げられる。
【００５５】
同様に、レザバが満たされる時を決定するために、電気コンダクタンスが使用され得る。図５Ｄにおいて、皮膚表面（５２２）上のパッチ（５２０）が示される。汗は、既に接着層および汗透過性膜層（５２４）を通過して、固定容量レザバ（５２６）を満たしている。導電回路（５３０）は、レザバ（５２６）によって確立され、ここで、レザバの上部に示される。この回路は、開路であっても閉路であってもよい。この方法において、固定容量レザバ（５２６）内の容量は、コンダクタンスにおける変化によって（例えば、レザバの上部で）決定され得る。支持体（５２８）は、パッチ（５２０）に構造的強度を提供することを補助するために、パッチのどちらかの側で提供され得る。これらの支持体は、安定に構成されたプリント回路素子を有するプラスチック基板であり得、このプリント回路素子は、固定容量レザバを通る回路パスを提供し得る。レザバ上部における抵抗もしくはコンダクタンスにおける変化は、レザバ内の流体容量が最大に達したか否かを示し得る。本明細書中で記載される回路を通る電流を流すために必要とされる適度な電力は、測定デバイス内に封入される電磁結合機構（プラスチック電池など）によって提供され得る。
【００５６】
光の透過もまた、レザバがいつ満たされたかを決定するために使用され得る。図５Ｅにおいて、皮膚表面（５３２）上のパッチ（５３０）が示される。汗は、既に接着層および汗透過性膜層（５３４）を通過して、固定容量レザバ（５３６）を満たしている。光透過経路（５３８）は、レザバ（５３６）によって確立され、ここではレザバ上部に示される。この方法において、固定容量レザバ（５３６）内の容量は、光透過の変化によって（例えば、レザバの上部で）決定され得る。光ファイバー経路は、機械性支持体（５４０）の上部で、パッチ（５３０）のどちらかの側で提供され得、パッチの片側で光源に接続し、もう片側で光検出体に接続する。測定された透過における変化は、レザバ内の液体容量が最大に達しているか否かを示し得る。光源および検出体のための電力は、測定デバイス内に含まれ得る。
【００５７】
光反射もまた、レザバが満たされた時を決定するために使用され得る。例えば、図５Ｆに示されるように、皮膚表面（５４２）上のパッチ（５５０）が示される。汗は、既に接着層および汗透過性膜層（５４４）を通過して、固定容量レザバ（５４６）を満たしている。透明板（５４９）は、レザバの上部に配置される。この板は、汗の光学屈折率（約１．３３）に近い光学屈折率を有する。入射光（５５１）は、レザバ（５４６）と板（５４９）との間の境界を照らす。ここで、反射光（５５２）は、高い強度を有する。なぜなら、板（５４９）と空気（約１．０の光学屈折率を有する）との間の光学指数の相違は、高いからである。図５Ｇにおいて、レザバ（５４６）が完全に汗で満たされた同じパッチ（５５０）が示される。ここで、反射光（５５２）は、低い強度を有する。なぜなら、板（５４９）と汗との間の光学指数の相違は、低いからである（両方とも約１．３３の光学屈折率を有する）。従って、反射光強度において、液滴は、レザバが満たされたことの指標として使用され得る。光源および検出体は、測定デバイス内に含まれ得、そして経路は、光学インターフェースを介して調べられ得る。
【００５８】
パッチ中のグルコースレベルの決定は、濃度が一定であり汗に特異的である非グルコース分析物（例えば、乳酸、尿素、塩化ナトリウム、他の電解質など）の使用により、変動する発汗速度について基準化され得る。この方法において、グルコース濃度は、その値に対して基準化され得る。例えば、この汗分析物の量の独立した検出のために、別個の化学検出体が、このパッチ内に組み込まれ得る。収集層中に蓄積されたこの汗分析物の量は、この層における汗の容量のみに依存する。一旦これが決定されると、測定された汗中のグルコースの量は、収集された汗の総量に対して基準化され、それによって、パッチの収集層中のグルコースの増加した蓄積を測定することに関連する（すなわち、生理学的グルコース濃度の増大よりむしろ発汗の増大に起因する）誤りを避ける。あるいは、汗中に生理学的マーカーが存在し得、このマーカーは、発汗速度の上昇と共に増大する。これらのマーカーの濃度の決定はまた、収集層中に蓄積されたグルコースの基準化のための方法として役立ち得る。
【００５９】
上述したように、パッチは、検出体を備え得る。この検出体は、収集層に隣接するその独自の層中に存在し得るか、または、検出体の性質に依存して、収集層自体に合同され得る。熱による刺激、感情による刺激、物理的刺激もしくは薬理学的刺激の非存在下で、掌側前腕および指先における汗排出の代表的な値は、比較的小さい。汗排泄値は、一個体と別の個体とで、ならびに身体の解剖学的一部位と身体の別の部位とで、変動する。汗腺あたりの最大発汗速度は、約２ｎＬ／分から約２０ｎ／分までであると報告されている。Ｓａｔｏ，Ｋ．およびＤｏｂｓｏｎ，Ｒ．Ｌ．，「Ｒｅｇｉｏｎａｌ  ａｎｄ  ｉｎｄｉｖｉｄｕａｌ  ｖａｒｉａｔｉｏｎｓ  ｉｎ  ｔｈｅ  ｆｕｎｃｔｉｏｎ  ｏｆ  ｔｈｅ  ｈｕｍａｎ  ｅｃｃｒｉｎｅ  ｓｗｅａｔ  ｇｌａｎｄ」，Ｊ．Ｉｎｖｅｓｔ．Ｄｅｒｍａｔ．，５４，４４３，１９７０を参照。汗腺あたりの無意識発汗速度を１ｎＬ／分と仮定し、身体の異なる部分で測定された汗腺密度を用いて、総汗排出量を見積もり得る。前腕部における代表的な汗腺密度は、１ｃｍ２あたり汗腺約１００箇所であり、これは、１分間あたりに１ｃｍ２あたり０．１μＬの汗を産生する。手掌もしくは足底（ｖｏｌａｒ）の指先における代表的な汗腺密度は、１ｃｍ２あたり汗腺約５００箇所であり、これは、１分間あたりに１ｃｍ２あたり０．５μＬの汗を産生する。刺激の非存在下で、しばしば単位面積あたりの活性な汗腺の数は、総有効量（ｔｏｔａｌ  ａｖａｉｌａｂｌｅ）の２分の１に減少する。上述のＢｏｙｓｅｎらは、正常血糖値（例えば、１ｍｇ／ｄｌ）の汗中のグルコース濃度がおよそ１００分の１であることを見出した。グルコースの手掌もしくは足底（ｖｏｌａｒ）の指先へのグルコースの流束は、１分間あたり約２．５ｎｇ／１ｃｍ２〜約５ｎｇ／１ｃｍ２の範囲内であると見積もられ得る。従って、本明細書中で記載される検出体は、ナノグラム量（１００ナノグラム未満）のグルコースを検出可能でなければならず、そして本明細書中で記載される測定デバイスは、超感受性測定を実施可能でなければならない。
【００６０】
実際、本発明者らは、汗を介して皮膚に運ばれるグルコースの流束が、熱による刺激、薬理学的刺激もしくは他の形態の刺激の非存在下で、１分間あたりおよそ１〜２０ｎｇ／ｃｍ２であることを実証した。これらの測定は、Ｗｅｓｃｏｒ  ＭＡＣＲＯＤＵＣＴ（登録商標）（４５９  Ｓｏｕｔｈ  Ｍａｉｎ  Ｓｔｒｅｅｔ  Ｌｏｇａｎ，Ｕｔａｈ  ８４３２１）システムにおいて、具体的に適合された汗収集チャンバにおいて行われた。次いで、Ｗｅｓｃｏｒ  ＭＡＣＲＯＤＵＣＴ（登録商標）および汗収集チャンバ中に収集された汗は、Ｐｕｌｓｅｄ−Ａｍｐｅｒｏｍｅｔｒｉｃ  Ｄｅｔｅｃｔｏｒ（ＨＰＡＥ−ＰＡＤ）によるＤｉｏｎｅｘ（Ｓｕｎｎｙｖａｌｅ，Ｃａｌｉｆｏｒｎｉａ）高処理アニオン交換を用いて分析された。ＨＰＡＥ−ＰＡＤシステムの感度および特異性を、分析サンプルを用いて試験した。本発明者らは、ＨＰＡＥ−ＰＡＤを用いて、１ｎｇほどの低量のグルコースを検出した。
【００６１】
適切な感受性の検出体のいくつかの型が、使用され得る。例えば、検出体は、電気化学ベースであってもよく、または蛍光ベースであってもよい。適切な電気化学センサは、ポリマー中もしくはポリマー上または他の支持体において固定化された、グルコースオキシダーゼもしくは他の酵素であってもよく、そして微小流体構成中のグルコースオキシダーゼもしくは他の酵素であってもよい。同様に、この検出体は、蛍光ベースであってもよい。例えば、グルコース感受性蛍光分子の増強された蛍光もしくは抑制された蛍光に基づき得る。
【００６２】
上記したように、任意の適切な電気化学的検出体が使用され得る。例えば、この電気化学的検出体は、ポリマーベースの検出体、微小流体に基づく検出体などであり得る。電気化学的検出体がポリマーベースである場合、このポリマーは、代表的に、グルコースを透過可能であり、そしてグルコース反応性の酵素が、このポリマー上もしくはこのポリマー内に固定化される。インターフェース層は、少なくとも２つの電極を備え、この電極は、代表的に、パッチとの電気的接触に組み込まれる場合に、測定デバイスによって活性化される。１つのバリエーションにおいて、グルコースオキシダーゼ酵素が使用され、この酵素は、少なくとも１つの電極と反応して測定可能な電流（グルコース濃度に比例する）を生成する過酸化水素を生成する。すなわち、グルコースオキシダーゼは、当該分野で公知の酵素的プロセスを使用し、グルコースと酸素との反応を触媒し、グルコン酸と過酸化水素を生成する。次いで、過酸化水素は、少なくとも１つの電極において電気化学的に還元され、検出のための２つの電子を生成する。上述のように、測定デバイスとパッチとの間の電気的接触はまた、パッチに電力を提供するためにも寄与し得る（しかし、上記のように、このパッチは、その中に電池をも備え得る）。この測定デバイスは、パッチ（すなわち、検出体）を調べ、そして１つの個別の読み取りを提供する。
【００６３】
微小流体ベースの電気化学的検出体が使用される場合、このパッチは、代表的に、液体レザバ、液体チャネル、ゲート開閉弁およびセンサ電極を備える。このバリエーションにおいて、電気化学的酵素は、代表的に、溶液中に存在する。インターフェース層は、少なくとも１つの電極を備え、この電極は、測定デバイスがパッチと電気的に接触して配置される場合、このデバイスによって活性化される。上記の場合において、測定デバイスとパッチとの間の電気的接触は、パッチの電力を提供し得る。微小流体センサはまた、検出体のインサイチュキャリブレーションを提供するために、基準分析物を有するレザバを備え得る。上記の場合において、測定デバイスとパッチとの間の電気的接触は、パッチの電力を提供し得るか、またはこのパッチは、その中に電池を備え得る。
【００６４】
これらの電気化学的検出体の感度は、検出周期の間の温度の上昇、検出周期の長さの延長、検出領域の増大、操作電位の適切な選択、および干渉性物質（例えば、アスコルビン酸、尿酸、アセトアミノフェンなど）を選り分けるための選択性膜の使用によって上昇し得る。さらに、グルコースサンプルがグルコース特異的酵素の存在下もしくは非存在下で測定され、これらの２種のシグナルの間で異なることからそしてグルコース濃度が決定される場合、差次的な方法が使用され得る。
【００６５】
例えば、感度は、センサ溶液を２５℃〜４０℃まで加熱することによって上昇し得、そしてこのような温度上昇は、グルコース検出体の酵素活性に影響を与えにくい。例えば、Ｋｒｉｚ，Ｄ，Ｂｅｒｇｇｒｅ，Ｃ，Ｊｏｈａｎｓｓｏｎ，Ａ．およびＡｎｓｅｌｌ，Ｒ．Ｊ．，「ＳＩＲＥ−ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ．Ｐａｒｔ  Ｉ．Ａｍｐｅｒｏｍｅｔｒｉｃ
ｂｉｏｓｅｎｓｏｒ  ｂａｓｅｄ  ｏｎ  ｆｌｏｗ  ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ  ｏｆ  ｔｈｅ  ｒｅｃｏｇｎｉｔｉｏｎ  ｅｌｅｍｅｎｔ  ａｎｄ  ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ  ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｓ」，Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔａｔｉｏｎ  Ｓｃｉｅｎｃｅ  ＆  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，２６，４５−５７（１９９８）を参照。同様に、感度は、検出の領域を増大することによって上昇し得る（検出体電流は、検出体の電極の領域によって線形的に増大するため）。行われ得る測定の時間を長くすることもまた、測定電気を増大させ、それにより、検出体の感度全体を増大させるために使用され得る。最後に、電極をサイズ選択性膜もしくは電荷選択性膜によって覆うこともまた、過酸化水素を通し得、例えば、アスコルビン酸、尿酸塩および他の物質（センサに直接的に反応し得、偽のシグナルを生成する）を排除し得る。適切なサイズ選択性膜（例えば、ポリウレタン、ポリエチレンおよび他の物質で作製された膜が挙げられる）、ならびに電荷選択性膜（ポリ硫化エチル、ＮＡＦＩＯＮ（登録商標）、酢酸セルロース、および他の物質）が、電気化学的検出体の干渉スクリーニング膜として使用され得る。
【００６６】
この検出体はまた、蛍光検出体であってもよい。このバリエーションにおいて、このパッチのインターフェース層は、このパッチによって使用される特定の蛍光ベースの検出体のために適切な励起波長および放出波長において光透過性である物質から作製される。このバリエーションにおいて、この測定デバイスは、直接的に物理的に接触させられる必要はない。何故なら、パッチの調査は、デバイスおよびパッチを光学的にカップリングすることによって達成され得るからである（図２Ａにおいて例示的に図示される）。また、測定デバイスの内部エレクトロニクスは、パッチを横切る最大シグナルを記録し、それによって測定デバイスとパッチ自体の間の適切な静的な位置決めの必要性を低下させるように構成され得る。このパッチはまた、絶対強度測定よりもむしろ相対（ｒａｔｉｏｍｅｔｒｉｃ）強度測定を提供するために、グルコース非感受性の基準蛍光分子を含み得る。基準分子の追加はまた、蛍光ベースの検出体の放出波長で発生する偽シグナルに対して防護し得る。
【００６７】
この蛍光検出体は、代表的に、ポリマー中もしくは適切な溶媒中に固定化されたグルコース感受性蛍光分子を備え、この分子は上述のように、別個の層であってもよく、もしくは収集層を通して広がってもよい。この測定デバイスは、特異的な波長でグルコースを測定するので、パッチ中に使用される物質は、グルコーストランスデューサー分子の蛍光放出の波長および実質的にその近位の蛍光を有さないことが、望ましい。同様に、これらのバリエーションにおける汗透過性膜は、不透明であり、皮膚からの自己蛍光を防ぐことが、しばしば望ましい。
【００６８】
適切な蛍光検出体は、例えば、Ｖａｎ  Ａｎｔｗｅｒｐらに対する米国特許第６，７５０，３１１号に記載され、この蛍光検出体に関する節は、本明細書中で参考としてその全体が援用される。これにおいて記載されるように、蛍光検出体は、標識化レクチンもしくは標識化ボロネート（ゲルマニウム酸化物もしくはヒ酸塩）芳香化合物の蛍光強度の減衰に基づき得る。適切なレクチンとしては、コンカナバリンＡ（タチナタマメ）、Ｖｉｃｉａ  ｆａｂａ（ソラマメ）、Ｖｉｃｉａ  ｓａｔｉｖａなどが挙げられる。このようなレクチンは、約１００の平衡定数でグルコースを結合する。例えば、Ｆａｌａｓｃａら，Ｂｉｏｃｈｉｍ．Ｂｉｏｐｈｙｓ．Ａｃｔａ．，５７７：７１（１９７９）を参照。このレクチンは、フルオロセインイソチオシアネートもしくはローダミンのような蛍光部分によって、市販のキットを用いて標識化され得る。標識化レクチンの蛍光は、グルコース濃度の上昇に伴って減少する。
【００６９】
ボロネートベースの糖結合化合物もまた、蛍光検出体の主成分として使用され得る。グルコースは、これらの化合物において、ボロネート基に可逆的に結合する。ボロネート複合体は、種々の手段を介してグルコースシグナルを伝達することが記載されている。Ｎａｋａｓｈｉｍａら，Ｃｈｅｍ．Ｌｅｔｔ．１２６７（１９９４）；Ｊａｍｅｓら，Ｊ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．Ｃｈｅｍ．Ｃｏｍｍｕｎ，４７７（１９９４）；およびＪａｍｅｓら，Ｎａｔｕｒｅ，３７４：３４５（１９９５）を参照。これらは、ポルフィリン型分子もしくはインドール型分子の幾何学的変化、ポルフィリンにおける施光力（ｏｐｔｉｃａｌ  ｒｏｔａｔｉｏｎ  ｐｏｗｅｒ）の変化、およびアントラセン型部分の光誘導性電子移動を包含する。同様に、１−アントリルボロン酸の蛍光は、グルコースの添加によって消光されることが示されている。Ｙｏｏｎら，Ｊ．Ａｍ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ，１１４：５８７４（１９９２）を参照。
【００７０】
上記の蛍光ベースの検出体において使用される色素は、例えば、アントラセン、フルオロセイン、キサンテン（例えば、スルホローダミン、ローダミン）、シアニン、クマリン（例えば、クマリン１５３）、オキサジン（例えば、ナイルブルー）、金属錯体もしくは蛍光シグナルを発する他のポリ芳香性炭化水素であり得る。これらのセンサの上述の適用と違い、センサが標的分析物との平衡結合および可逆性について特異的に設計された場合、本明細書中で記載される蛍光ベースの検出体の結合定数は、検出限界をずっと低くするように上昇され得る。
【００７１】
（測定デバイス）
この測定デバイスは、グルコースを測定するためにパッチを調べる。このデバイスは、固定容量中に存在するグルコースの総量を測定し、次いで、このグルコース測定値を、濃度に変換する。一般に、この測定デバイスは、代表的に、データを表示するためのディスプレイを備える。このデバイスはまた、使用者のグルコースレベルが危険なほど高いかもしくは危険なほど低いことを示すための警告表示器（例えば、ワードプロンプト、明滅する光、音など）を備え得る。さらに、上で簡潔に記載されたように、この測定デバイスはまた、皮膚洗浄手順が実施されたことを確認するように構成されていてもよい。例えば、マーカーを備える布が使用された場合、このマーカーは、皮膚表面上に残る。測定デバイスがマーカーを検出した場合、測定が進行する。測定デバイスがマーカーを検出しない場合、測定は進まない。１つのバリエーションにおいて、この測定デバイスは、使用者に、皮膚表面が使用前に清浄化されなければならないことの指示を提供する（例えば、ワードプロンプトまたは色を素備えるかもしくは明滅する光、または種々の音を使用する）。この測定デバイスはまた、イオン泳動源（例えば、ピロカルピンもしくは他の目的分子を皮膚内に駆動することを補助するために使用される）を含み得る。
【００７２】
この測定デバイスの構成は、パッチ中の検出体の構成に依存する。例えば、この測定デバイスが、電気化学検出体と共に使用される場合、この測定デバイスは、インターフェース層との電気的接触を提供し、この電気的接触によって電力供給されるか、もしくは独立した電源（例えば、パッチ自体の中の電池など）によって電力供給される。この測定デバイスはまた、代表的に、データを分析するためのコンピュータープロセッサを備える。逆に言えば、この測定デバイスが蛍光検出のために構成される場合、この測定デバイスは、インターフェース層との光学的接触もしくは光学的相互作用を提供するように構成される。このバリエーションにおいて、この測定デバイスはまた、代表的に、蛍光を刺激するための光源を備える。幾つかのバリエーションにおいて、この測定デバイスは、必要な電気的接触および必要な光学部品の両方を備え、それにより、１つの測定デバイスは、種々の構成のパッチ層（例えば、１つの層は、蛍光ベースの分子を含み、別の層は電気化学的検出体を備える）を有するパッチと共に使用され得る。
【００７３】
この測定デバイスは、キャリブレーションアルゴリズムを含む、コンピューター実行可能コードをさらに備え、このコードは、検出したグルコースの測定値を血糖値と関連させる。例えば、このアルゴリズムは、多点アルゴリズムであり得、これは、代表的に、約３０日間以上にわたって評価される。例えば、このアルゴリズムは、約１日間〜約３日間にわたる同時のパッチ測定における多点毛管血糖値測定（例えば、血液スティック）を当然必要とし得る。これは、本明細書中の測定デバイスと共に提供される、別個かつ専用の血糖値測定器を使用して、達成され得る。この測定器は、測定デバイスへのワイヤレス（または他の適切な）リンクを備える。この方法において、自動化データ移動手順が確立され、そしてデータ入力における使用者の誤りは、最小化される。
【００７４】
一旦、十分な値の（例えば、約２００ｍｌ／ｄｌの血糖値の変化を網羅する）範囲を有する統計的に有意な数のデータ点の対が得られた後、測定された汗中グルコースを血糖値に関連させるキャリブレーション曲線を作成する。患者は、１回の血糖値測定によって定期的なキャリブレーション検査を行い得るか、または、望ましい場合もしくは必要な場合、全体の再キャリブレーションを行うこともできる。
【００７５】
この測定デバイスはまた、読み取りなどを保存するためのメモリを備え得る。さらに、この測定デバイスは、コンピューターへのリンク（ワイヤレス、ケーブルなど）を備え得る。この方法において、保存されたデータは、後の分析などのために、測定デバイスからコンピューターへ移動され得る。この測定デバイスはまた、デバイスの種々の機能を制御し、そして必要な場合このデバイスの電源をつけたり消したりするための種々のボタンをさらに備え得る。
【００７６】
（キット）
本明細書中で、キットもまた記載される。このキットは、１以上の包装されたパッチを、単独でもしくは他のパッチ、測定デバイスもしくは指示書と組み合わせて含み得る。１つのバリエーションにおいて、このキットは、蛍光ベースの検出体を備える少なくとも１枚のパッチ、および電気化学ベースの検出体を備える少なくとも１枚のパッチを含む。代表的に、このパッチは、無菌容器内もしくは無菌ラッピング内に別個に包装され、そして単回使用のために構成される。このキットはまた、１つの型の検出体を備える多数のパッチを含み得る。
【００７７】
別のバリエーションにおいて、このキットは、少なくとも１枚のパッチおよび少なくとも１つの測定デバイスを含む。少なくとも１枚のこのパッチは、測定デバイスの測定能力に対応する検出体を有し得る（例えば、電気化学ベースの検出体を有するパッチと、電気的接触を提供するように構成されている測定デバイス）。もしくは、このパッチは、測定デバイスの能力と対応しない検出体を有し得る。幾つかのバリエーションにおいて、このキットは、多数の型の検出体を有するパッチを備え、測定デバイスは、電気的能力および光学的能力の両方を有するように構成されている。
【実施例】
【００７８】
（実施例１：汗透過性膜の効果の調査）
標準的ピロカルピンイオン泳動を、４０歳男性Ｉ型糖尿病患者の、清浄な乾いた両腕の皮膚上で同時に実施した。この皮膚を、刺激後に拭い、そしてイオン泳動の後１分間以内にＭｅｄＯｐｔｉｘ  Ｍａｃｒｏｖｉａｌ表面を適用した。（ＭｅｄＯｐｔｉｘ  Ｍａｃｒｏｖｉａｌは、汗の一連のサンプルを、皮膚の同じ部位から収集することを可能にする。ＭｅｄＯｐｔｉｘ  Ｍａｃｒｏｖｉａｌは、孔を通して皮膚表面に接触するための孔を有するプレートから作製される。プレートの皮膚非接触側において、毛管が、収集チャンバもしくはバイアルへと孔を接続している。）ワセリン−パラフィン障壁材料（汗透過性膜として作用する）を、右腕の部位に塗布し、その後、ＭｅｄＯｐｔｉｘ  Ｍａｃｒｏｖｉａｌを適用した。サンプルを、ＭｅｄＯｐｔｉｘ  Ｍａｃｒｏｖｉａｌの端において汗の最初の滴の出現から１０分間ごとに収集した。被験体は、約２２０ｍｇ／ｄｌの初期血糖値レベルで始まり、その後、サンプル収集の最初の４０分間以内に約１７５ｍｇ／ｄｌで安定した。次いで、この被験体は、１０オンスのＣＯＫＥ（登録商標）を飲み、約３００ｍｇ／ｄｌまで血糖値を上げた。
【００７９】
（汗透過性膜を有さない）左腕からの最初の２サンプルは、約２．０ｍｇ／ｄｌのグルコースを含んでいた。汗のグルコース濃度は、実験の残りを通して、約５．０ｍｇ／ｄｌの最大値まで単純上昇した。濃度におけるこの上昇は、血糖値の上昇（左腕において、グルコースにおける最初の上昇から４０分間後に上がり始めた）と相関していなかった。対照的に、（汗透過性膜を有する）右腕からのグルコースサンプルは、約１．７ｍｇ／ｄｌで平坦に維持され、そして血糖値が上がり始めてから約１０分間後に上がり始め、約２．５ｍｇ／ｄｌの最大値まで上がった。これらの結果を、図７に示す。
【００８０】
図８は、汗透過性膜を有する部位についての、時間的に推移している血糖値対汗中グルコースの適合度を示す。血中および汗中のグルコース値は、０．９８のＲ２で示されるように、非常に相関していた。グルコース濃度は、汗透過性膜を有さない部位における実験を通して上昇した。このことは、汗とは別個のグルコースの供給源に一致している。図９は、汗流束対グルコース流束の比のプロットである。この図に示されるように、汗透過性膜が存在する場合、血糖値は一定である間、比は一定のままである。対照的に、汗透過性膜が存在しない場合、この比は、この時間の間増大する。従って、このデータは、汗透過性膜が、上皮の夾雑物および拡散を介して皮膚表面に運ばれたグルコースに対する障壁として作用し得ることを示唆する。
【００８１】
（実施例２：汗中グルコースの血糖に対する相関性）
被験体の用いた両前腕を、標準的７０％イソプロピルアルコール綿で拭った。緩衝化生理食塩水に浸した綿パッドおよび１％ピロカルピン溶液に浸した綿パッドを、標準的イオン泳動デバイスの陰極および陽極にそれぞれ適用した。１ｍＡの電流において１０ｍＡ−分の電荷（用量）を、電極に適用し、電極を被験体の皮膚にゴムひもで堅く縛りつけた。この皮膚を、イオン泳動の１０分間後に拭い、そしてＭｅｄＯｐｔｉｘ  Ｍａｃｒｏｖｉａｌを、イオン泳動後の１分間以内に陽極の部位に適用した。サンプルバイアルを、汗流れが収集間隔にわたって約１０μｌ未満になるまで、１０分間もしくは１５分間毎に置換した。
【００８２】
血糖値レベルを、市販の個人用血糖測定器（ＡＣＣＵ−ＣＨＥＣＫ  ＡＤＶＡＮＴＡＧＥ（登録商標），Ｒｏｃｈｅ）を使用して、１０分間ごとの毛管指穿刺から決定した。幾つかの実験において、ｍａｃｒｏ−ｖｉａｌを、右腕および左腕の上に同時に配置したが、他の実験においては、ｍａｃｒｏ−ｖｉａｌを、最初は片腕に置き、その後、１時間後に反対の腕に置いた。サンプルを濾過し、希釈して、ＤＩＯＮＥＸ（登録商標）ＨＰＡＥ−ＰＡＤシステム上で分析した。このプロトコールは、被験体の初期状態によって変わった。例えば、被験体の血糖値（ＢＧ）が高い（２００ｍｇ／ｄｌを超える）場合、この被験体に、ＢＧを下げるために、この被験体の通常のインスリンプログラムに従うように頼んだ。さもなければ、この被験体に、実験開始時に３５〜７０ｇのグルコースを含有する飲み物を与え、収集期間にわたってＢＧを上げさせた。
【００８３】
被験体ＢＣＧ１７０１（結果を図１０および図１１Ａ〜Ｂに示す）は、４８歳の白人女性ＩＩ型糖尿病患者である。被験体ＢＤＷ２００２（結果を図１２および図１３Ａ〜Ｂに示す）は、３９歳のアジア人男性であって、糖尿病患者ではない。
【００８４】
図１０は、ＢＧ低下の代表的な結果を示す。この実験において、被験体は、高い（２５０ｍｇ／ｄＬ）ＢＧレベルで達した。被験体自身の処置レジメンに従い、インスリンを注射し、そして汗および血液のサンプルを、左および右の両前腕から収集した。図１０に示されるデータは、左腕と右腕との間で示した幾人かの被験体のオフセットについて相関しない。この図において、ＢＧ（円）は、２．５時間の実験にわたって、２５０から１００まで低下する。汗中グルコース（ＳＧ）レベルは、左前腕（ＬＦＡ）について、その後右前腕（ＲＦＡ）について示される。ＳＧ点を超える数は、各サンプルについて収拾間隔にわたり、収集されたμｌ容量の汗を生じる。図１１Ａおよび図１１Ｂは、それぞれＬＦＡおよびＲＦＡについて、補間された血糖値対汗中グルコースのプロット間の線形回帰プロットを示す。これらの適合度は、０．８３および０．９２のＲ２値を有し、血糖値レベルと汗中グルコースレベルとの間の高度な相関を示している。
【００８５】
図１２は、ＢＧの上昇する実験結果を示す。この実験において、被験体に、７５ｇのグルコースを与えた。このグルコースは、この被験体のＢＧを、この実験の経過にわたり、約１２５ｍｇ／ｄＬから約２００ｍｇ／ｄＬまで上げた。図１２にプロットしたデータは、ＬＦＡとＲＦＡとの「同時」収集の汗中グルコースレベル（左軸）は、血糖値レベルの変化（右軸）と一緒であることを示す。図１３Ａおよび図１３Ｂは、それぞれＬＦＡおよびＲＦＡについて、血糖値対汗中グルコースの線形回帰のプロットを示す。ＬＦＡおよびＲＦＡについてのＲ２値はそれぞれ０．９９および０．９７であり、この実験において、血糖値レベルと汗中グルコースレベルとの間の強い相関を示している。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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【図５Ｄ】
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【図５Ｅ】
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【図５Ｆ】
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【図５Ｇ】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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